液壓扳手廠家普朗特（www.xjx8.com.cn）依托德國精湛的工藝與先進(jìn)的液壓實(shí)用動力技術(shù)致力于大型螺栓、螺母拆裝科技以及同步頂升系統(tǒng)實(shí)用動力的研究。在超高壓液壓工具領(lǐng)域不斷研發(fā)，創(chuàng)造了大量實(shí)用型液壓產(chǎn)品。

    今天普朗特給大家說說德國進(jìn)口液壓電動扳手動態(tài)校準(zhǔn)裝置的方法。

    電動式液壓扳手工具在工業(yè)生產(chǎn)中也越來越廣泛使用，電動液壓扳手(起子)為一種計(jì)量器具，扭矩值的準(zhǔn)確性 直接影響到緊固件的聯(lián)結(jié)質(zhì)量。該文重點(diǎn)介紹了一種電動液壓扳手(起子)動態(tài)校準(zhǔn)裝置，為電動液壓扳手(起子) 的校準(zhǔn)提供了一種解決方案。緊固件，是作緊固連接用且應(yīng)用極為廣泛的一類機(jī)械零件，使用行業(yè)廣泛，包括能源、電子、電器 、機(jī)械 、化工、冶金、模具和液壓等行業(yè) ，是應(yīng)用最廣泛的機(jī)械基礎(chǔ)件。在緊固螺釘、螺栓、螺母等螺紋緊固件時(shí)需要控制施加的力矩大小，以保證螺紋緊固且不至于因力矩過大破壞螺紋，所以各類企業(yè)均用扭矩起子或液壓扳手等扭力工具來對緊固件進(jìn)行操作，扭力工具作為一種計(jì)量器具 ．扭矩值的準(zhǔn)確性直接影響到緊固件的聯(lián)結(jié)質(zhì)量。扭力工具依據(jù)施加扭力的方式可以分為手動液壓扳手 、電動扭矩扳手和氣動扭矩扳手。對于手動扭矩扳手，目前市場上已有各類德國進(jìn)口液壓扳手檢定或校準(zhǔn)裝置，依據(jù) JJC707 —2014 扭矩扳手檢定規(guī)程。對手動式扭矩扳手進(jìn)行檢定／校準(zhǔn)；對于電動液壓扭矩扳手而言，目前雖已有兩種結(jié)構(gòu)形式的校準(zhǔn)裝置，但在使用中存在不少問題。

    電動液壓扳手校準(zhǔn)現(xiàn)狀

    電動式扭矩液壓扳手，扭力的施加是由其內(nèi)部電機(jī)旋轉(zhuǎn)通過減速齒輪減速后，產(chǎn)生一定低速的旋轉(zhuǎn)扭力。目前市場上有兩種結(jié)構(gòu)形式的電動扭矩液壓扳手 ，一 種是主要用于無線電設(shè)備、儀器儀表制造行業(yè)，俗稱“電動起子”，該類電動扭矩液壓扳手的最大扭矩值一般不大于10Nm，另一種是用于機(jī)械設(shè)備制造、交通運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)使用 的電動扭矩液壓扳手，該類 電動扭矩液壓扳手的最大扭矩值可以達(dá)到5000Nm，針對電動扭矩起子和電動扭矩扳手的校準(zhǔn)，目前國內(nèi)有兩種結(jié)構(gòu)形式的校準(zhǔn)裝置 。

    第一種是電動扭矩液壓扳手校準(zhǔn)儀，主要用于 電動扭矩液壓扳手的校準(zhǔn)。 其主要構(gòu)件為扭矩測試儀和扭力測試接頭，其內(nèi)部扭矩傳感器一頭 固定在基座上，另一頭聯(lián)接帶有方榫 的測量頭，因扭矩傳感器的特性決測量頭基本屬于“靜態(tài)接頭”，在扭轉(zhuǎn)方向只能旋轉(zhuǎn)微小的角度。當(dāng)電動扭矩液壓扳手(起子)的工作頭部插入方榫測量頭時(shí)，因測量頭堵轉(zhuǎn)至使扭矩液壓扳手(起子)內(nèi)部電機(jī)不能正常工作達(dá)不到施加扭力的效果。故無法正常校準(zhǔn)。 為了解決堵轉(zhuǎn)的問題 ，該校準(zhǔn)裝置配置了旋轉(zhuǎn)扭力測試接頭 ，該測試接頭由壓縮彈簧、螺釘 (螺栓) 和螺母組成，即以螺紋阻力傳遞扭力。在校準(zhǔn)電動扭矩液壓扳手前，將測試接頭中的壓縮彈簧徹底放松后放置在電動扭矩液壓扳手校準(zhǔn)儀對應(yīng)的方榫測量頭，然后將電動扭矩液壓扳手與旋轉(zhuǎn)扭力測試接頭對接 ，啟動電動扭矩液壓扳手的電源 ，電動扭矩起子在其內(nèi)置 電機(jī)的驅(qū)動下工作頭部旋轉(zhuǎn)，壓縮彈簧逐漸被壓縮隨之旋轉(zhuǎn)阻力增大，至電動扭矩起子工作頭部出現(xiàn)打滑 (即打滑機(jī)構(gòu)動作，電機(jī)驅(qū)動力通過打滑機(jī)構(gòu)釋放)，此時(shí)電動扭矩起子校準(zhǔn)儀上顯示的峰值扭矩?cái)?shù)值即為該 電動扭矩液壓扳手的扭矩值(或預(yù)置檔位 的扭矩值)。該電動扭矩液壓扳手校準(zhǔn)儀結(jié)構(gòu)簡單，由于是以螺紋阻力傳遞扭力，不僅傳遞扭力有限，而且螺紋易磨損壽命短，對于稍大扭矩值的測量，該結(jié)構(gòu)形式已不能滿足。

    第二種是類似瑞典阿特拉斯 (A tlas) 生產(chǎn)的扭矩測試儀，由顯示儀表和扭矩傳感器組成，主要用于電動扭矩液壓扳手的校準(zhǔn)。使用時(shí)，將扭矩傳感器與電動扭矩液壓扳手的工作頭部串接 ，在專用工作臺或臺虎鉗上夾持螺母，螺栓在扭力驅(qū)動下快速旋入，當(dāng)旋到底時(shí)。電動扭矩扳手內(nèi)部的傳感器檢測 到驅(qū)動力到達(dá)扭矩預(yù)定設(shè)置的數(shù)值時(shí)自動停機(jī)。此過程扭矩傳感器所測的峰值扭矩值即為電動扭矩液壓扳手的扭矩預(yù)定值。該扭矩測試儀在操作中存在以下缺點(diǎn)。一是在校準(zhǔn)現(xiàn)場須備一定數(shù)量的同類螺栓和螺母替代品；其次是在校準(zhǔn)過程中，一頭因螺栓旋到底時(shí)旋不動，另一頭在電動扭矩液壓扳手的旋轉(zhuǎn)扭力作用下，扭矩傳感器所承受的扭力會突然變大，即產(chǎn)生扭矩脈沖，雖然該扭矩傳感器具備一定耐沖擊性能．但在實(shí)際使用中容易損壞。

    圖 1(a) 是通過示波器觀察扭矩傳感器的輸出信號，可以發(fā)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)扭力在螺栓旋到底時(shí)呈現(xiàn)尖銳的扭矩脈沖Tmax，該脈沖產(chǎn)生的原因之一是“慣性 ”。螺栓旋進(jìn)中阻力較小(螺栓與螺母摩擦產(chǎn)生扭矩 T1)，當(dāng)螺栓旋到底時(shí)旋進(jìn)阻力突增。因堵轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動電流上升增加驅(qū)動力，旋轉(zhuǎn)扭力在電機(jī)驅(qū)動力和慣性的作用下上沖至最大扭矩值Tmax由于扭矩脈沖峰值大、持續(xù)時(shí)間 t(作用時(shí)間) 短 ，能量被螺栓的扭轉(zhuǎn)彈性變形吸收，并非真實(shí)的螺栓旋入扭矩值 (預(yù)定值 )。因此，該類扭矩檢測儀有一套算法，計(jì)算出扭矩值。 通過試驗(yàn)可 以發(fā)現(xiàn)，在螺栓上套上不同的墊圈(如平墊圈、彈簧墊圈、防松墊圈等) 所測得的有較大的差異，計(jì)算出的扭矩值也不同。

圖1 傳感器輸出波形

    2 動態(tài)校準(zhǔn)裝置

    本“電動扭矩液壓扳手動態(tài)校準(zhǔn)裝置”(以下簡稱“動態(tài)校準(zhǔn)裝置”)主要由機(jī)械傳動裝置和測量儀表組成，見圖2動態(tài)校準(zhǔn)裝置框圖。

    圖 2 動態(tài)校準(zhǔn)裝置框圖

    該動態(tài)校準(zhǔn)裝置具有以下技術(shù)特點(diǎn) ：

    1、“動態(tài)校準(zhǔn)裝置”采用機(jī)械傳動結(jié)構(gòu) ．將旋轉(zhuǎn)扭力轉(zhuǎn)化為“力臂”+ “力 值”，通過 懸臂梁式拉壓力傳感器測量“力值 ”的大小實(shí)現(xiàn) 電動扭矩液壓扳手的動態(tài)校準(zhǔn) 。 由于結(jié)構(gòu)簡單 、維護(hù)方便 ，以及懸臂梁式傳感器與扭矩傳感器相比較更具制造工藝和價(jià)格優(yōu)勢 ，故“動態(tài)校準(zhǔn)裝置”有利于推廣和使用。

    2、電動扭矩液壓扳手在校準(zhǔn)中有較大的扭矩沖擊，容易對扭矩傳感器產(chǎn)生超載而損壞。由于扭矩傳感器置于任意旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，采用諸如套管和限位銷式 等機(jī)械超載保護(hù)裝置。不僅結(jié)構(gòu)復(fù)雜成本高，經(jīng)數(shù)次沖擊后效果也不理想 。而懸臂梁式傳 感器的超載保 護(hù)裝置不僅簡單而且可靠。

    3、“動態(tài)校準(zhǔn)裝置”可以根據(jù)需要，可以制成不同大小系列的裝置。其原理相同，以適應(yīng)不同測量范圍的電動扭矩液壓扳手的動態(tài)校準(zhǔn)。同時(shí)“動態(tài)校準(zhǔn)裝置”具備“靜態(tài)”校準(zhǔn)的能力，可以替代上述第一種和第二種類型的校準(zhǔn)裝置。

    4、“動態(tài)校準(zhǔn)裝置 ”通過內(nèi)置制動裝置將旋轉(zhuǎn)扭力轉(zhuǎn)化相對“靜 止”的力矩。當(dāng)制動裝置處于制動時(shí)，“動態(tài)校準(zhǔn)裝置”相當(dāng)于“靜態(tài)”扭矩校準(zhǔn)裝置 ，此時(shí) (扭矩 ) = L (方榫測量頭軸線 至傳感器受力點(diǎn)的距離 ) ×p(對傳感器施加的力值 ) 。 可以通過標(biāo)準(zhǔn)扭矩液壓扳手或杠桿、砝碼溯源至 國家基準(zhǔn)。

    機(jī)械傳動裝置工作原理

    機(jī)械傳動裝置扭力傳遞的原理見圖3所示。主要由殼體、齒輪箱 、制動裝置和懸臂梁式拉壓力傳感器 (以下簡稱傳感器 ) 等組成。其工作原理是采用了齒輪箱結(jié)構(gòu)，并將該齒輪箱作為“杠桿”，齒輪箱在上下限位的范圍內(nèi)可以圍繞方榫測量頭軸線自由轉(zhuǎn)動，齒輪箱內(nèi)I號、Ⅱ號、Ⅲ號三個(gè)齒輪相互嚙合。I 號齒輪 為主動輪與方榫測量頭連接。Ⅲ號齒輪軸上裝有制動盤。 當(dāng)制動盤不制動時(shí) ．齒輪在方榫測量頭的帶動下可 以自由轉(zhuǎn)動齒輪箱仍可以圍繞方榫測量頭軸線“自由轉(zhuǎn)動”；當(dāng)制動盤制動時(shí)。因齒輪不能旋轉(zhuǎn)使得齒輪箱變?yōu)橐粋€(gè)“剛體”即“杠桿”，齒輪箱在方榫測量頭的帶動下對懸臂梁式拉壓力傳感器產(chǎn)生向上或向下的力 ，該力值與“杠桿”長度的乘積即為扭矩。校準(zhǔn)時(shí) ．電動扭矩液壓扳手的工作頭部與方榫測頭對接，松開制動手柄，在電動扭矩液壓扳手內(nèi)置電機(jī)的驅(qū)動下帶動齒輪箱內(nèi)齒輪組旋轉(zhuǎn) ，此時(shí)電動扭矩液壓扳手僅承受齒輪組齒輪嚙合過程 中的能量損失。齒輪嚙合摩擦力使齒輪箱對傳感器產(chǎn)生較小有波動的力P，見圖 1(b ) ，電動扭 矩扳手在小負(fù)荷條件下轉(zhuǎn)速達(dá)到額定轉(zhuǎn)速：當(dāng)制動裝 置在制動手柄的操作下對制動盤進(jìn)行制動至完全“鎖死”時(shí)，齒輪箱對傳感器產(chǎn)生力P在旋轉(zhuǎn)扭力的作用下由P，增至完全“鎖死”時(shí)的P，、見圖 1(b )，此時(shí) (扭矩) = (方榫測量頭軸線至傳感器受力點(diǎn)的距 離)(對傳感器施加的力值)。由于采用了盤式制動裝置 ．制動力可以調(diào)節(jié)，故可以控制整個(gè)制動 的時(shí)間量，結(jié)合電路中的低通濾波器，可以有效避免圖 1(a) 所示的扭矩脈沖 。

    本文德國進(jìn)口液壓電動扳手動態(tài)校準(zhǔn)裝置的方法感謝無錫市計(jì)量檢定測試中心費(fèi)明輝提供資料支持。

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